DOI: https://doi.org/10.1080/23308249.2024.2315049
تاريخ النشر: 2024-02-29
المؤلف: Brett Glencross وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية ونمو الأحياء المائية
نظرة عامة
يوفر هذا القسم نظرة عامة على مكونات الأعلاف الناشئة في قطاع تربية الأحياء المائية، مع تسليط الضوء على مستويات الاستعداد التكنولوجي المتفاوتة بين هذه الخيارات. يصنف المواد الغذائية البروتينية المحتملة إلى مصادر بحرية، وحبوب، ومنتجات حيوانية أرضية، وموارد جديدة مثل المصادر البكتيرية والخمائر. يستخدم الاستعراض إطار تقييم لتقييم الخصائص الغذائية لهذه الفئات من المكونات، مع التركيز على المعرفة الحيوية اللازمة لإدماجها في تركيبات الأعلاف.
بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام تحليل القوة والضعف والفرص والتهديدات (SWOT) لاستكشاف الإمكانيات المستقبلية والمخاطر والفرص المرتبطة بكل فئة من المكونات. تشير النتائج إلى أنه على الرغم من أن جميع المكونات تمتلك نقاط قوة وضعف متأصلة، إلا أنه لا يوجد مكون مثالي عالميًا. يمكن أن يعزز الفهم الدقيق لمزايا وعيوب كل خيار من القدرة على التكيف في الاستفادة من هذه المكونات بشكل فعال في أعلاف الأحياء المائية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على النمو الكبير في قطاع تربية الأحياء المائية على مدار العقدين الماضيين، حيث بلغ الإنتاج العالمي حوالي 63 مليون طن في عام 2020. تشير التوقعات من منظمة الأغذية والزراعة (FAO) إلى أن إنتاج تربية الأحياء المائية قد يتجاوز 140 مليون طن بحلول عام 2050، مما يستلزم زيادة مماثلة في إنتاج الأعلاف إلى أكثر من 100 مليون طن. تكمن التحديات الرئيسية في الحصول على مكونات أعلاف مستدامة لدعم هذا النمو المتوقع. يهدف الاستعراض إلى استكشاف مصادر بروتين جديدة متنوعة يمكن أن تكون بدائل للمكونات التقليدية للأعلاف، باستخدام تحليل القوة والضعف والفرص والتهديدات (SWOT) لتقييم إمكانياتها والمخاطر المرتبطة بها.
تؤكد الورقة على أهمية تصنيف مكونات الأعلاف، وهو أمر ضروري لتقييم ملاءمتها لتربية الأحياء المائية. تصنف المكونات إلى مصادر بحرية، وبروتينات حيوانية معالجة (PAPs)، وبروتينات نباتية، وبروتينات أحادية الخلية. تشمل المكونات البحرية تلك المشتقة من الأسماك العلفية والمنتجات الثانوية من مصايد الأسماك، بينما تشمل PAPs المنتجات الثانوية من الحيوانات الأرضية. تشمل البروتينات النباتية، التي تهيمن حاليًا على إنتاج أعلاف الأحياء المائية، مجموعة متنوعة من الحبوب والبقوليات، مع تقدم حديث في تقنيات التخمير تهدف إلى تعزيز قيمتها الغذائية. أخيرًا، يتم إنتاج البروتينات أحادية الخلية، المأخوذة من البكتيريا والخمائر والفطريات أو الطحالب الدقيقة، من خلال عمليات تخمير متنوعة، مما يمثل مجالًا واعدًا للبحث والتطبيق في أعلاف تربية الأحياء المائية.
مناقشة
في قسم المناقشة، تؤكد الورقة على الأهمية الحيوية لفهم التركيب الغذائي لمكونات الأعلاف من أجل صياغة أنظمة غذائية مركبة فعالة. يتم تصنيف العناصر الغذائية إلى بروتينات، ودهون، وفيتامينات، ومعادن، مع الحصول على الطاقة من تحلل هذه المغذيات الكبيرة. يعد التحليل الدقيق للتكوين القريب، بما في ذلك الرطوبة، والدهون، والبروتين، ومحتوى الرماد، أمرًا ضروريًا لصياغة الأعلاف بدقة. يتم تسليط الضوء على مصادر البروتين البحرية، مثل وجبات السمك، لمحتواها العالي من البروتين (حوالي 65%) وملفات الأحماض الأمينية المواتية، خاصة في الأحماض الأمينية الأساسية مثل الليسين والميثيونين. بالمقابل، تظهر البروتينات الحيوانية المعالجة (PAPs) تباينًا كبيرًا في التركيب، حيث تتراوح مستويات البروتين من 35% إلى أكثر من 80%، اعتمادًا على المصدر.
تناقش الورقة أيضًا إطار مستوى جاهزية التكنولوجيا (TRL)، الذي يقيم نضج تقنيات الأعلاف المختلفة، بما في ذلك وجبات الحشرات والبروتينات أحادية الخلية (SCPs). بينما تعتبر مصادر البروتين البحرية والأرضية التقليدية صناعات راسخة، لا تزال التقنيات الأحدث مثل إنتاج الحشرات تتطور، مع تقدم حديث في زيادة الإنتاج. يعد تكلفة مكونات الأعلاف عاملًا مهمًا في تربية الأحياء المائية، يتأثر بأسعار السلع والاعتبارات اللوجستية. تلعب القيود التنظيمية أيضًا دورًا حاسمًا، حيث يمكن أن تحد المخاوف المتعلقة بالسلامة والبيئة من استخدام بعض المكونات، مما يستلزم الامتثال للإرشادات التي وضعتها منظمات مثل كودكس أليمنتاريوس والهيئة الأوروبية لسلامة الغذاء. بشكل عام، تؤكد النتائج على الحاجة إلى تحليل شامل للعناصر الغذائية والنظر في العوامل التكنولوجية والتنظيمية في تطوير أعلاف تربية الأحياء المائية المستدامة.
القيود
يسلط قسم القيود الضوء على أن معظم المكونات المستخدمة في أعلاف الحيوانات تمتلك نقاط ضعف متأصلة، مما يشير إلى أن مفهوم وجود مكون مثالي واحد غير واقعي. يتم تصنيف هذه النقاط الضعف كعوامل داخلية ويمكن أن تظهر بأشكال مختلفة، بما في ذلك التحديات التركيبية، والبيولوجية، والبيئية، والاقتصادية، والاجتماعية. يمكن أن تؤثر هذه القيود بشكل كبير على فعالية وقابلية تطبيق هذه المكونات في تغذية الحيوانات.
DOI: https://doi.org/10.1080/23308249.2024.2315049
Publication Date: 2024-02-29
Author(s): Brett Glencross et al.
Primary Topic: Aquaculture Nutrition and Growth
Overview
The section provides an overview of emerging feed ingredients in the aquaculture sector, highlighting the varying levels of technological readiness among these options. It categorizes potential protein feedstuffs into marine, grain, terrestrial animal by-products, and novel resources such as bacterial and yeast sources. The review employs an assessment framework to evaluate the nutritional attributes of these ingredient classes, emphasizing the critical knowledge necessary for their incorporation into feed formulations.
Additionally, a Strength-Weakness-Opportunity-and-Threats (SWOT) analysis is utilized to explore the future potential, risks, and opportunities associated with each ingredient class. The findings indicate that while all ingredients possess inherent strengths and weaknesses, there is no universally ideal ingredient. A nuanced understanding of the advantages and disadvantages of each option can enhance adaptability in leveraging these ingredients effectively in aquafeeds.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant growth of the aquaculture sector over the past two decades, with global production reaching approximately 63 million tonnes in 2020. Projections from the Food and Agriculture Organization (FAO) indicate that aquaculture production could exceed 140 million tonnes by 2050, necessitating a corresponding increase in feed production to over 100 million tonnes. A critical challenge lies in sourcing sustainable feed ingredients to support this anticipated growth. The review aims to explore various novel protein sources that could serve as alternatives to traditional feed ingredients, employing a Strength-Weakness-Opportunity-and-Threats (SWOT) analysis to assess their potential and associated risks.
The paper emphasizes the importance of characterizing feed ingredients, which is essential for evaluating their suitability for aquaculture. It categorizes ingredients into marine sources, processed animal proteins (PAPs), plant proteins, and single-cell proteins. Marine ingredients include those derived from forage fish and by-products from fisheries, while PAPs encompass by-products from terrestrial animals. Plant proteins, which currently dominate aquafeed production, include a variety of grains and legumes, with recent advancements in fermentation techniques aimed at enhancing their nutritional value. Lastly, single-cell proteins, sourced from bacteria, yeast, fungi, or microalgae, are produced through various fermentation processes, representing a promising area for future research and application in aquaculture feed.
Discussion
In the discussion section, the paper emphasizes the critical importance of understanding the nutrient composition of feed ingredients for formulating effective compounded diets. Nutrients are categorized into proteins, lipids, vitamins, and minerals, with energy derived from the breakdown of these macronutrients. A thorough analysis of proximate composition, including moisture, lipid, protein, and ash content, is essential for accurate feed formulation. Marine protein sources, such as fish meals, are highlighted for their high protein content (approximately 65%) and favorable amino acid profiles, particularly in essential amino acids like lysine and methionine. In contrast, processed animal proteins (PAPs) exhibit considerable variability in composition, with protein levels ranging from 35% to over 80%, depending on the source.
The paper also discusses the technology readiness level (TRL) framework, which assesses the maturity of various feed technologies, including insect meals and single-cell proteins (SCPs). While traditional marine and terrestrial protein sources are well-established industries, newer technologies like insect production are still evolving, with recent advancements in scaling up production. The cost of feed ingredients is a significant factor in aquaculture, influenced by commodity prices and logistical considerations. Regulatory constraints also play a crucial role, as safety and environmental concerns can limit the use of certain ingredients, necessitating compliance with guidelines set by organizations such as Codex Alimentarius and the European Food Safety Authority. Overall, the findings underscore the need for comprehensive nutrient profiling and consideration of technological and regulatory factors in the development of sustainable aquaculture feeds.
Limitations
The section on limitations highlights that most ingredients utilized in animal feeds possess inherent weaknesses, suggesting that the concept of a singular ideal ingredient is unrealistic. These weaknesses are categorized as intrinsic factors and can manifest in various forms, including compositional, biological, environmental, economic, and societal challenges. Such limitations can significantly influence the effectiveness and applicability of these ingredients in animal nutrition.